撒哈拉沙漠有望變綠洲？《科學》雜誌發表中國科學家研究成果_風聞

有沒有這麼一種方法，能利用撒哈拉沙漠最大的優勢——烈日陽光和肆虐風沙，還能終有一天把沙漠變回綠地？

這已經不是暢想，而有了一種可能性的方案：這就是全球最權威的學術雜誌《科學》於今年9月發表的一篇名為《氣候模型顯示撒哈拉大規模風電和太陽能將增加降水和植被》的論文研究結果。

▲《科學》雜誌網站的論文截圖

該研究顯示，在非洲撒哈拉沙漠建立大規模風力和太陽能發電，可帶來降水和植被的增加，有望將沙漠變綠洲。而該區域可提供的電能完全可以滿足全球的能源需求。而且，風電和太陽能發電這種清潔能源，可替代傳統汽油、化石燃料，減少温室氣體排放，對全球氣候變暖有非常明顯的減緩作用。

“我們這個研究相當於喚醒大家對新能源建設的環境和生態效應的關注。”該論文第一作者李琰，美國伊利諾伊大學博士後、現北京師範大學地理學部副教授這樣表示。近日，紅星新聞記者對話李琰，這位年輕的副教授還談論了80後科學家的新形象。

跨學科帶來突破性研究成果，撒哈拉或可環境和經濟效益雙豐收

李琰告訴紅星新聞記者，之前大家知道大規模修建風電和太陽能發電會改變區域氣候，但之前沒考慮植被在這個過程中的反饋作用：當太陽能和風能發電改變氣候，植被會增加或減少，做出響應，而改變後的地表植被又會對氣候產生反饋作用，從而實現相互影響。

“這涉及到學科分界。以前都是能源方面的人做相關研究，他們並沒有意識到植被的重要性。而對植被和氣候相互作用瞭解的人又對能源不瞭解，沒有將其與可再生能源聯繫起來。當進行多學科交叉研究，結合兩種知識就會發現可以產生不同的結果。”他們團隊是基於“撒哈拉沙漠的大型風能和太陽能將大幅增加降水和植被”這一預測，針對性地組建了一個跨學科團隊，並最終證明了這一理論預測。

李琰指出，研究的主要挑戰就是得有這個模擬模式工具，能合理模擬太陽能和風力發電的影響，模擬植被的反饋，把兩者結合在一起，並得到可信可靠的結果。

從物理機制上來説，四十年前研究人員就知道撒哈拉地區過度放牧會帶來乾旱。因為地表植被變成沙地，增加了地表反照率，降低了地表粗糙度，通過大氣物理機制帶來降水下降。

風力發電可以增加地表粗糙度，而太陽能光板可以降低反射率，兩者跟過度放牧對氣候產生的影響相反，可促進撒哈拉降水，而降水增加後又促進植被生長，植被生長又會進一步降低地表反照率，再次促進降水。從而形成正反饋機制：越多降水越多植被，越多植被越多降水。

▲受訪者供圖

研究證明，撒哈拉沙漠上建立的風電和太陽能發電每年分別可以提供3TW和79TW電能，完全可以滿足現在和未來全球的能源需求（2017年需求為18TW），同時，可以使整個撒哈拉區域年降水平均升高126毫米/年，降雨量可增加一倍以上。其中，在薩赫勒（Sahel）地區增加高達500毫米/年，且區域植被覆蓋度增加了20％。

薩赫勒（Sahel）地區位於乾燥的撒哈拉沙漠和南部濕潤地區的過度地帶。這裏曾是水分充沛的草原，後來隨自然和人類原因才逐漸乾旱，形成荒無人煙的沙漠。這個地帶對於地表變化非常敏感，在這些地方修建風電和太陽能發電，會對氣候產生非常強的作用，最終有望沙漠變綠地。

▲撒哈拉沙漠  圖據東方IC

專訪

**紅星新聞：**這個研究成果進行實際應用的可能性，以及經濟成本和效益如何？ 

**李琰：**這個研究成果具有潛在的應用價值，短期內很難實現，但相信未來太陽能和風電的建設比例和規模都會不斷增大，對局部氣候的影響也會越來越大。

大規模輸電的成本已經很低。隨着未來技術的進步，成本會不斷降低。北非、中東未來有很大的能源需求，風電和太陽能發電能解決這一地區未來人口增長對能源的需求，將電能輸送給其他區域也將帶來經濟效益。充足的可再生能源，也可以用於海水淡化，可改善當地水資源供給，提高當地農業發展。因此，大規模進行投資會改善當地經濟，未來呈增加的趨勢。

**紅星新聞：**換一個地理環境，風能和太陽能發電對區域氣候的影響是否還如撒哈拉一樣？

**李琰：**換個地理位置，如北美、中國的其他沙漠，影響就比撒哈拉要小很多。撒哈拉沙漠面積大，砂子最亮，建太陽能光板後反射率變化最大，對氣候的改變效應最強。換到沙漠以外的地方，也會對氣候產生影響，但影響不一定相同，如海上的風電就需要另做針對性的研究分析。

**紅星新聞：**作為80後科研人員，你認為跟前輩科學家有什麼不一樣嗎，現在科研人員的形象或生活有什麼改變？

**李琰：**前輩科學家更符合大眾對科學家的傳統刻板印象，戴眼鏡、文質彬彬，非常有學問的大家風範。現在80後的科學家非常年輕，他們不斷在事業上有所追求，同時也是吃貨，也喜歡玩，生活更豐富多彩。很多時候在校園裏看到像學生一樣的人，可能是很有名的教授。現在的一些女性科學家也非常漂亮，愛打扮，很陽光。科學家不只是很嚴謹，也有很活潑開朗的，像普通人一樣。

**紅星新聞：**做一名科研人員的快樂和煩惱是什麼？

**李琰：**最大的快樂就是科研問題得到解決，有了新發現，自己的付出得到了回報。煩惱也很多，研究不順，壓力不小，工作時間長，別人出去玩了你還在工作。

（紅星新聞記者丨林容）